Etats tunnel dans les quasicristaux et dans les cristaux de grandes mailles

par FABRICE BERT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de GUY BELLESSA.

Soutenue en 2001

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Les materiaux amorphes presentent des excitations de basses energies d'origine elastique qui sont absentes des cristaux simples et qui leur conferent a basse temperature (t<1k) des proprietes physiques particulieres et quasi-universelles. Dans le modele phenomenologique des etats tunnel, ces excitations resultent du passage par effet tunnel de groupes d'atomes entre plusieurs configurations equivalentes. Afin de mieux comprendre la nature microscopique de ces etats tunnel et leur lien avec le desordre structural, nous nous sommes interesses a des materiaux presentant un ordre intermediaire, entre amorphe et cristallin. Nous avons ainsi mesure par une methode propagative les proprietes acoustiques, vitesse et attenuation ultrasonores, de differents quasicristaux et cristaux de grandes mailles entre 15mk et 40k. Une premiere experience dans un quasicristal mono-grain i-alcufe de tres bonne qualite structurale a montre l'existence d'etats tunnel avec une densite d'etats similaire a celle des amorphes. De plus, les mesures dans un approximant r-allicu, et dans deux quasicristaux i-allicu imparfaits, dont l'un a ete recuit pour ameliorer sa qualite structurale, ont montre que la densite d'etats des etats tunnel augmentait avec la qualite de l'ordre quasicristallin. Il apparait donc que les etats tunnel ne sont pas lies a des defauts de structure tels que les phasons mais qu'ils sont intrinseques a l'ordre quasicristallin. Ceci est confirme par l'observation d'une anisotropie du couplage phonons-etats tunnel dans un quasicristal bidimensionnel decagonal d-alnico. Nous avons aussi etudie des materiaux avec un ordre encore plus prononce : des monocristaux d'olivine et de cordierite possedant une maille cristalline de grande dimension (respectivement 28 et 116 atomes par maille). Nous avons montre que des etats tunnel existaient deja dans ce type de materiaux, avec une densite d'etats plus faible, mais qui augmente avec la taille de la maille.

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Informations

  • Détails : 164 p.
  • Annexes : 122 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSA(2001)153
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